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1、主要技術(shù)內(nèi)容、獲獎(jiǎng)情況 通過本項(xiàng)目的實(shí)施，掌握了百萬等級(jí)超長葉片小余量數(shù)值模擬鍛造及工藝優(yōu) 化技術(shù)、大型疏水槽空心葉片自動(dòng)化焊接及變形控制技術(shù)、末級(jí)動(dòng)葉片多階靜頻 測(cè)量及調(diào)頻控制技術(shù)、末級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽邊防水蝕控制技術(shù)（硬化層深度可控的激 光硬化技術(shù)和激光熔覆技術(shù)）、大型末級(jí)動(dòng)葉精密機(jī)械加工控制技術(shù)、葉片產(chǎn)業(yè) 化數(shù)字制造技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了滿足重大工程需求的百萬千瓦等級(jí)汽輪機(jī)系 列長葉片，打破了國外大公司在該領(lǐng)域長期技術(shù)壟斷，掌握了核心技術(shù)，提升高 端長葉片品質(zhì)，降低了百萬等級(jí)機(jī)組制造成本，優(yōu)化了產(chǎn)品工藝，加快實(shí)現(xiàn)百萬 千瓦等級(jí)機(jī)組的自主化和國際化進(jìn)程，為推動(dòng)我國電站裝備制造行業(yè)及電力能源 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 獲獎(jiǎng)情況：2015 年中國機(jī)械工業(yè)科技技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 2、成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性 （1）在國內(nèi)采用超長葉片小余量數(shù)值模擬鍛造及工藝優(yōu)化技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn) 了世界最長的百萬等級(jí)核電汽輪機(jī) 75 英寸（1905mm）葉片和百萬超超臨界汽輪 機(jī) 60 英寸（1524mm）鈦合金葉片研制。 （2）在國內(nèi)采用激光硬化和激光熔覆技術(shù)，分別首次實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)最長的百 萬千瓦超超臨界汽輪機(jī) 45 英寸（1146mm）末級(jí)動(dòng)葉片和百萬千瓦超超臨界汽輪 機(jī) 48 英寸（1220mm）末級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽邊防水蝕處理。 （3）在國內(nèi)采用多階靜頻測(cè)量及調(diào)頻控制技術(shù)，使靜頻一次合格率提高到 了 90%，首次實(shí)現(xiàn)了百萬千瓦超超臨界汽輪機(jī) 45 英寸（1146mm）葉片 1～6 階靜 頻測(cè)量及調(diào)頻（柔性自由葉片）。 （4）在國內(nèi)首次對(duì) 1 米以上超大空心葉片采用自動(dòng)化焊接技術(shù)，研制成功 了國內(nèi)最長的百萬千瓦超超臨界汽輪機(jī) 41 英寸（1050mm）末級(jí)空心靜葉片和百 萬千瓦核電汽輪機(jī) 51 英寸（1292mm）末級(jí)空心靜葉片。 （5）通過采用信息化與工藝技術(shù)的集成，加快了在產(chǎn)業(yè)化中產(chǎn)品開發(fā)效率 和質(zhì)量，首次實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)過程中的鍛造工藝的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、葉片型面數(shù)據(jù)的 自動(dòng)化測(cè)量分析、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)化收集與分析。 3、技術(shù)成熟度365 百萬千瓦等級(jí)汽輪機(jī)長葉片關(guān)鍵制造技術(shù)已成熟應(yīng)用于百萬等級(jí)核電汽輪 機(jī) 57 英寸（1448mm）末級(jí)動(dòng)葉片、CAP1000 核電汽輪機(jī) 67 英寸（1710mm）末級(jí) 動(dòng)葉片、CAP1400 核電 71（1800mm）、72（1828mm）、75（1905mm）英寸末級(jí)動(dòng)葉 片、百萬超超臨界汽輪機(jī) 60 英寸（1524mm）鈦合金葉片、百萬千瓦超超臨界汽 輪機(jī) 48 英寸（1220mm）末級(jí)動(dòng)葉片、百萬超超臨界汽輪機(jī) 45 英寸（1146mm）柔 性自由末級(jí)動(dòng)葉片和 41 英寸（1050mm）末級(jí)空心靜葉、CPR1000 核電汽輪機(jī) 51 英寸（1292mm）空心靜葉片等一系列具有國際先進(jìn)水平的長葉片研制中，并實(shí)現(xiàn) 了產(chǎn)業(yè)化。 4、應(yīng)用情況 江南大學(xué)和無錫透平葉片有限公司聯(lián)合研制生產(chǎn)的百萬千瓦等級(jí)汽輪機(jī)長 葉片已批量經(jīng)交付給東方汽輪機(jī)廠、上海汽輪機(jī)廠、哈爾濱汽輪機(jī)廠、日本三菱 日立、德國西門子等公司，百萬等級(jí)核電葉片已通過用戶和中廣核的共同鑒定， 無錫透平葉片有限公司因此列入中廣核國內(nèi)唯一的核電葉片供貨商名單。目前產(chǎn) 品已經(jīng)分別成功運(yùn)用在國內(nèi)嶺澳核電站二期、紅沿河一期、北倉港電廠、華能玉 環(huán)電廠等，經(jīng)用戶使用后反映良好。

本發(fā)明公開了一種鋁合金周期性點(diǎn)陣多孔結(jié)構(gòu)的快速成形制造 方法。通過 CAD 軟件構(gòu)建基于點(diǎn)陣單元的周期性點(diǎn)陣多孔結(jié)構(gòu)的三維 模型，將模型以 STL 格式輸出，導(dǎo)入到 SLM 成形設(shè)備中，激光束根 據(jù)切片層的數(shù)據(jù)選擇性地熔化區(qū)域內(nèi)的鋁合金粉末得到二維的金屬結(jié) 構(gòu)，經(jīng)層層堆積最終可以得到與 CAD 模型一致的三維鋁合金多孔結(jié) 構(gòu)，再經(jīng)過熱處理、分離、噴砂等后續(xù)處理即可得到表面光潔、性能 良好的鋁合金周期性點(diǎn)陣多孔結(jié)構(gòu)。本

本發(fā)明公開了一種具有高粉末原料利用率的高能束增材制造方 法及設(shè)備。方法根據(jù)待成形金屬構(gòu)件切片輪廓形狀確定成型缸的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)，使各鋪粉層的金屬粉末盡量只處于待成形金屬構(gòu)件切片輪廓形 狀對(duì)應(yīng)的區(qū)域，以大幅度減少金屬粉末的用量，并提高高能束增材制 造的功效。設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)成型缸，該成型缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與待成 形金屬構(gòu)件切片輪廓形狀相匹配。本發(fā)明通過使用鑲塊以及與金屬構(gòu) 件切片輪廓形狀相適應(yīng)的異形基板，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)不同金屬構(gòu)件

本發(fā)明公開了一種梯度溫度場(chǎng)主動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法，系 統(tǒng)由溫度場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；溫度場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)用于測(cè) 量成形區(qū)域 XOY 平面及四周的溫度場(chǎng)信息，將獲得的溫度場(chǎng)信息進(jìn)行 量化處理后反饋給控制系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)指令對(duì)成型缸的 底部和四周進(jìn)行溫度場(chǎng)的分區(qū)獨(dú)立實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)在加工過程中整 個(gè)加工區(qū)域的溫度場(chǎng)恒定，保證已加工區(qū)域與未加工區(qū)域處于合理的 溫度梯度，避免熱應(yīng)力導(dǎo)致構(gòu)件翹曲、變形、開裂。本

本發(fā)明公開了一種光電化學(xué)太陽能電池光電極微納結(jié)構(gòu)制造工藝，包括步驟：1)在潔凈硅片上熱生長一層 SiO₂薄膜、2)在有 SiO₂層的硅片表面光刻出圓孔陣列圖形、3)刻蝕暴露的 SiO₂，將光刻的圖形轉(zhuǎn)移到 SiO₂層、4)鍍Cu 膜、5)去除表面的光刻膠及光刻膠表面的 Cu、6)生長 Si 微米線陣列、7)在 Si 微

本發(fā)明公開了應(yīng)用混合型噴嘴噴印制造有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方 法，包括以下步驟：1)噴印 Gate 極；2)噴印介電層；3)成形導(dǎo)電單元： 混合型噴嘴噴出的液體在接收基板上沉積形成導(dǎo)電單元及覆在導(dǎo)電單 元上的油層；4)轉(zhuǎn)印；5)制造連接電極層；6)組合封裝。本發(fā)明工藝簡 單，在混合型噴嘴制備完成的情況下，靜電紡絲工藝實(shí)現(xiàn)簡單，對(duì)環(huán) 境要求也較低；成本低，設(shè)備成本低，同時(shí)制造過程中均只需要一定 濃度的溶液，損耗少；精度、分辨率高，不需重復(fù)定位，而且靜電紡 絲所得纖維器件均在微納尺度，集成度完全滿足電路要求；

本發(fā)明公開了一種光電化學(xué)太陽能電池光電極微納結(jié)構(gòu)制造工 藝，包括步驟：1)在潔凈硅片上熱生長一層 SiO2 薄膜、2)在有 SiO2 層的硅片表面光刻出圓孔陣列圖形、3)刻蝕暴露的 SiO2，將光刻的圖 形轉(zhuǎn)移到 SiO2 層、4)鍍 Cu 膜、5)去除表面的光刻膠及光刻膠表面的 Cu、6)生長 Si 微米線陣列、7)在 Si 微米線表面鍍一層 ZnO 膜、8)在 Si 微米線表面生長 ZnO 納米線、9)在 ZnO 納米線表面制備一層 CdS 薄 膜 、 10) 在 ZnO/CdS 結(jié) 構(gòu) 表 面

在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當(dāng)前等離激元學(xué)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)。金屬氧化物半導(dǎo)體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對(duì)其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個(gè)關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導(dǎo)體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團(tuán)隊(duì)新近發(fā)展的、理論模擬計(jì)算指導(dǎo)下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實(shí)現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導(dǎo)體材料在溫和條件下的可控加氫（即實(shí)現(xiàn)了“本征半導(dǎo)體→準(zhǔn)金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當(dāng)（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強(qiáng)增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計(jì)算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進(jìn)一步揭示出該協(xié)同摻氫所導(dǎo)致的準(zhǔn)金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元?jiǎng)恿W(xué)性質(zhì)。作為效果驗(yàn)證，研究人員在一系列表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）實(shí)驗(yàn)中證實(shí)該材料表面等離激元局域強(qiáng)場(chǎng)可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強(qiáng)因子高達(dá)1.1×107（相較于一般半導(dǎo)體的104?5和貴金屬的107?8），檢測(cè)靈敏限低至納摩量級(jí)（1×10-9mol L-1）。 這項(xiàng)工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導(dǎo)體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實(shí)現(xiàn)了具有強(qiáng)且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準(zhǔn)金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導(dǎo)體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計(jì)提供了嶄新的思路和指導(dǎo)。

項(xiàng)目成果/簡介:在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當(dāng)前等離激元學(xué)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)。金屬氧化物半導(dǎo)體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對(duì)其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個(gè)關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導(dǎo)體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團(tuán)隊(duì)新近發(fā)展的、理論模擬計(jì)算指導(dǎo)下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實(shí)現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導(dǎo)體材料在溫和條件下的可控加氫（即實(shí)現(xiàn)了“本征半導(dǎo)體→準(zhǔn)金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當(dāng)（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強(qiáng)增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計(jì)算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進(jìn)一步揭示出該協(xié)同摻氫所導(dǎo)致的準(zhǔn)金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元?jiǎng)恿W(xué)性質(zhì)。作為效果驗(yàn)證，研究人員在一系列表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）實(shí)驗(yàn)中證實(shí)該材料表面等離激元局域強(qiáng)場(chǎng)可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強(qiáng)因子高達(dá)1.1×107（相較于一般半導(dǎo)體的104?5和貴金屬的107?8），檢測(cè)靈敏限低至納摩量級(jí)（1×10-9mol L-1）。 這項(xiàng)工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導(dǎo)體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實(shí)現(xiàn)了具有強(qiáng)且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準(zhǔn)金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導(dǎo)體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計(jì)提供了嶄新的思路和指導(dǎo)。